Разработка цифрового вольтметра с точностью вольтметра 0.3% и временем измерения 0.5 с, страница 5

T(JK) = 0.24 мкс

T(ЦАП) = 5 мкс.

T(логика) = 0.2 мкс

T(Comp) = 0.3 мкс.

Логика - микросхема К176ЛП4.

Вычисляя получаем: Tmin = 7.11 мкс. Tmax = 7.31 мкс.

Следовательно, период импульса с тактового генератора должен быть от Tmax до 2*Tmin, т.е. в пределах 7.31 - 14.22 мкс., что в частотном эквиваленте от 70кГц до 136кГц.

Наиболее оптимальной частотой в данном случае будет 100кГц. Эта частота близка к (70+136)/2 кГц и её несложно подобрать.

Поэтому было бы оптимально взять такой ГИ:

Этот генератор обладает высокой стабильностью вследствие присутствия кварцевого резонатора на 100кГц. Для этой же цели номинал резистора R1 берётся в 1 кОм.

Элементы DD1-DD4 выполнены на микросхеме К561ЛЕ5[1], которая включает в себя четыре элемента ‘2ИЛИ-НЕ’. Выполнена на КМОП-технологии.

3.5 Запоминающее устройство

Это устройство необходимо потому, что во всех узлах отсутствует конкретная информация о проведённом измерении. Именно с этого устройства будет считываться информация в порт и на ДШ, а потом и на ЦИ.

Нам необходимо хранить в памяти 8 бит, т.е нужно 8 триггеров. Триггеры возьмём JK. Для этого потребуется 4 микросхемы К561ТВ1 [1] - КМОП-база. Этот тип микросхем уже используется в СЗН.

Информация на триггеры будет записываться на 0-м такте. Схему установки начальных значений триггеров делать не имеет смысла, т.к. после запуска через 0.6 мкс. будет информация копироваться с триггеров СЗН, а в них в это время будут нули.

Сигналом 0-го такта является наличие ‘1’ на выходе 9 СЗН. Его нужно подать на входы C триггеров, а на входы J и К подать соответствующие выходы JK-триггеров СЗН.

Схема ЗУ имеет вид:

В конечном итоге информация считывается с выходов 50-57.

3.6 Дешифратор

Данное устройство здесь используется для преобразования двоичного кода с триггеров ЗУ в двоично-десятичный код, который далее подаётся для индикации. Также до индикации необходимо преобразовать в код, восприемлемый для индикатора.

Согласно [3] для преобразования 10-ти разрядов двоичного кода в двоично-десятичный 8421 можно использовать каскадное включение пяти ИС типа ПР7. Т.к. у нас КМОП-база, то это будут элементы К564ПР7.

Такое каскадное включение выглядит следующим образом:

На выводах 2,71-81 формируется двоично-десятичный код в порядке возрастания разряда.

3.7 Цифровой индикатор

Для индикации используем четыре семисегментных индикатора АЛС324Б красного цвета с общим анодом .

Во  время предельного режима индикации индикатор имеет следующие параметры: сила света  0.15 мкД, Uпр = 2.5 В.

На входы данного ЦИ подаются сигналы двоично-десятичного кода. Для его преобразования используем три микросхемы К176ИД2. Это также КМОП-структура. На вход S подаём ‘1’, а на входы K и M подаём ‘0’, что делает эти микросхемы асинхронными дешифраторами. Результат работы К17ИД2 сразу передаём на индикаторы, где и высвечивается результат измерения.

Если при измерении результат превысил 1 В, то На индикаторе загорятся точки H. Для этого в схему встроена К176ЛИ1(КМОП-база, 9-входовый ‘И’ и один инвертор).

3.8 Входное устройство

Данное устройство предназначено для защиты прибора от чрезмерных внешних воздействий.

Как видно из рисунка, входное устройство выполнено на элементах:

1. FU1 - плавкий предохранитель.

2. VD2,VD3 - диоды КД522А.